[发明专利]一种六氟丁二烯的精制方法

说明书

本发明涉及一种六氟丁二烯的精制方法，包括原料预处理及预处理后物料的纯化；原料预处理包括对六氟丁二烯原料的吸附过程；预处理后物料的纯化为：将预处理后物料经过一级脱轻及一级脱重后，通入至二级脱轻塔中，由二级脱轻塔侧线采出精制后的六氟丁二烯产品；预处理后物料的纯化过程中，一级脱轻在一级脱轻塔中进行，一级脱重在脱重塔中进行，脱重塔中设有集束精馏柱，二级脱轻塔的塔釜采出物循环通入至脱重塔中脱除重组分。与现有技术相比，本发明通过结合集束精馏(可在原料预处理过程中增加普通精馏)、侧线采出及吸附等多种工艺方法，能够高效去除六氟丁二烯原料中的杂质，使六氟丁二烯产品的纯度可达99.995％以上，甚至达到99.999％。

技术领域

本发明属于六氟丁二烯纯化技术领域，涉及一种六氟丁二烯的精制方法。

背景技术

六氟-1,3-丁二烯(C₄F₆，简称六氟丁二烯)是一种全氟化合物，常压沸点约为6℃，其最早应用于合成含氟高分子化合物中。目前作为电子蚀刻气体，主要应用在SiO的蚀刻及7nm以下的高端制程中。由于在所有的电子蚀刻气体中，六氟丁二烯的C/F比最大，且不含H，在SiO蚀刻时，对衬底Si或SiN有极高的选择比，可以实现几乎垂直的刻蚀。同时，六氟丁二烯的大气寿命少于2天，GWP₁₀₀值仅290，是目前发现的既可满足刻蚀技术的发展要求，又可以最大程度地减少对环境影响的新型蚀刻气体。

含有超量杂质的六氟丁二烯，在半导体制程中可能引起在细图案的形成期间产生较宽的线、增加在具有高密度集成电路产品中的缺陷等问题，蚀刻SiO的选择性也大大降低，因此，开发六氟丁二烯的分离技术对于我国的电子信息产业的发展至关重要。

中国专利CN104529696A公开了一种合成及纯化六氟丁二烯的方法，其在反应釜中加入锌粉、氯化锌与有机溶剂，在60～100℃下与1,2,3,4-四氯六氟丁烷反应生成六氟丁二烯，通过回流冷凝收集粗品后，使用间歇精馏设备得到95％以上的六氟丁二烯产品。

中国专利CN106349008A公开了一种六氟丁二烯纯化的方法，其先经过萃取分离溶剂、分子筛吸附除水，再使用高效吸附剂吸附，最后经过减压精馏，得到的六氟丁二烯产品纯度可达99.99％以上。

中国专利CN109180424A公开了一种六氟丁二烯的纯化方法及纯化装置，其先采用两塔连续精馏进行六氟丁二烯的初步纯化，再采用吸附塔吸附碳卤化合物杂质，之后用第三精馏塔进行进一步纯化，最后经过过滤器纯化，得到的六氟丁二烯纯度在99.99％以上。

中国专利CN107032949A公开了一种六氟丁二烯纯化方法，包括吸附和精馏步骤，其中吸附步骤中对吸附剂进行了离子交换法、球磨法或浸渍法中的至少一种方法改性，可以将六氟丁二烯的纯度提高至99.99％以上，甚至99.999％以上。

中国专利CN108623432A公开了一种采用吸附-低温精馏法制备高纯六氟-1,3-丁二烯的工艺，其先利用两级串联吸附依次去除其中的有机和无机杂质，然后将经过吸附处理的物料引入精馏塔中进行低温精馏，去除大部分永久气体和低沸点有机杂质，可得到纯度大于99.99％的高纯六氟丁二烯。

然而，上述专利技术中，CN104529696A采用间歇精馏方法纯化六氟丁二烯，但是其产品纯度仅95％，还需深度纯化才能用于电子行业；CN106349008A在纯化中包含了萃取精馏方法，在体系中额外引入了萃取剂，相当于人为增加了六氟丁二烯中的杂质，增加了后续分离的能耗及难度；CN109180424A中采用普通精馏工艺脱除重组分，导致该精馏塔塔径较大，在实际使用中填料效率会大幅度下降，需要用大回流比或者增加塔高的方式弥补，工艺相对落后，投资、运行成本高；CN107032949A和CN108623432A均使用了特殊工艺改性后的吸附剂，制备流程复杂，工业化成本高。

发明内容